为分析口径天线辐射场方向性, 在计算等效面磁流的同时, 引入等效面电流的作用, 对辐射远场方向性进行了修正, 解析公式更适合描述自由空间中口径天线的辐射场; 在时间域对冲激脉冲口径辐射场方向性进行分析, 得到以下结论: 馈入脉冲宽度变宽、口径尺寸减小、口径场幅度锥削分布, 以及球面波前均会降低辐射场方向性; 辐射场存在时域波形延拓现象, 即存在空间色散问题; 球面波使口径辐射场方向性迅速恶化, 在远区得到一个主轴附近峰值场强相对平坦, 而在一定角度峰值场强迅速下降的场。

针对应用于50~150 nm波段的变栅距光栅, 采用球面波曝光系统进行优化设计, 分析了不同宽度光栅的刻槽密度变化和光谱分辨能力。理论分析结果表明, 光栅宽度为4 mm时, 理论分辨能力高于14 000; 光栅宽度为10 mm时, 理论分辨能力约为9 000; 光栅宽度为30 mm时, 理论分辨能力急剧下降, 约为3 000。光栅的宽度越大, 其刻槽弯曲程度就越大, 光栅的光谱分辨能力就越低, 因此球面波曝光系统只适合制作宽度较小的变栅距光栅。

标准球波面透镜组是光干涉计量测试凸、凹球面面形质量的重要测量器具,它能产生P-V值优于λ/20(λ=0.6328 μm)的标准球面波,透镜组中末球面为标准球面。其使用特点要求透镜组的焦点F′与末面球心C重合;如果存在重合误差,则用于球面面形检验时会引入测量系统误差。推导分析了F′C的允许重合误差与透镜组F数等参量的关系,运用ZEMAX光学设计软件模拟给出系列小F数标准球波面透镜组允许的F′C重合误差,并设计实验测试方案,得到反映标准球波面透镜组F′C重合误差的干涉图,它们的波像差均小于5λ。由理论分析与实验测试结果可知,F数很小(如F/1.5,F/0.75)的标准球面透镜组,F′C重合误差小于0.03 mm,甚至达到微米量级。